题目内容
【题目】臭氧是理想的烟气脱硝剂,其脱硝反应为2NO2(g)+O3(g) N2O5(g)十O2(g),在T温度下,向2.0 L恒容密闭容器中充入2.0 mol NO2和1.0 mol O3,经过一段时间后达到平衡。反应过程中测定的部分数据见下表:
t/s | 0 | 3 | 6 | 12 | 24 |
n(O2)/mol | 0 | 0.36 | 0.60 | 0.80 | 0.80 |
下列有关说法正确的是
A.反应在0~3s内的平均速率v(NO2)=0.24 mol·L-1·s-1
B.24 s后,若保持其他条件不变,降低温度,达到新平衡时测得c(O2)=0.44 mol·L-1,则反应的ΔH<0
C.在T温度下,起始时向容器中充入1.0 mol NO2、0.5 mol O3和0.50 mol N2O5、0.50 mol O2,反应达到平衡时,压强为起始时的0.88倍
D.在T温度下,起始时向容器中充入2.0 mol N2O5和2.0 mol O2,达到平衡时,N2O5的转化率大于20%
【答案】BC
【解析】
A.由表中数据可知,3s内氧气物质的量变化量为0.36mol,容器体积为2L,故0~3s内v(O2)==0.06mol/(L·s),速率之比等于其化学计量数之比,故v(NO2)=2v(O2)=2×0.06mol/(L·s)=0.12mol/(L·s),A错误;
B.由表中数据可知,12s与24s时氧气的物质的量均为0.8mol,说明12s时可逆反应到达平衡,平衡时氧气的浓度为=0.4mol/L,降低温度,达到新平衡时测得c(O2)=0.44mol/L,氧气浓度增大,说明降低温度,平衡向正反应方向移动,则正反应为放热反应,即△H<0,B正确;
C.容器体积不变,在T温度下,起始时向容器中充入1.0molNO2、0.5molO3和0.50molN2O5、0.50molO2,转化到左边相当于起始投入2.0molNO2和1.0molO3,与原平衡为完全等效平衡,平衡时压强相等,12s到达平衡时氧气的物质的量为0.8mol,则:
2NO2(g)+O3(g)N2O5(g)+O2(g) 物质的量减少
1 1
0.8mol 0.8mol
故原平衡中平衡时气体物质的量为2mol+1mol-0.8mol=2.2mol,即起始时向容器中充入1.0molNO2、0.5molO3和0.50molN2O5、0.50molO2到达平衡时,混合气体总物质的量为2.2mol,平衡时压强为起始的2.2mol/(1+0.5+0.5+0.5)mol=0.88倍,C正确;
D.在T温度下,起始时向容器中充入2.0molN2O5和2.0molO2,转化到左边相当于起始投入4.0molNO2和2.0molO3,所到达的平衡状态相当于在原平衡的基础上压强增大一倍,平衡先正反应方向移动,平衡时N2O5的物质的量大于2×0.8mol=1.6mol,故参加反应的N2O5的物质的量小于2mol-1.6mol=0.4mol,则达到平衡时,N2O5的转化率小于0.4mol/2mol×100%=20%,D错误;
答案选BC。
【题目】一定温度下,在3个1.0 L的恒容密闭容器中分别进行反应2X(g)+Y(g)Z(g) ΔH,达到平衡。相关数据如下表。
容器 | 温度/K | 物质的起始浓度/ mol·L-1 | 物质的平衡浓度/ mol·L-1 | ||
c(X) | c(Y) | c(Z) | c(Z) | ||
I | 400 | 0.20 | 0.10 | 0 | 0.080 |
II | 400 | 0.40 | 0.20 | 0 | a |
III | 500 | 0.20 | 0.10 | 0 | 0.025 |
下列说法不正确的是
A. 平衡时,X的转化率:II>I
B. 平衡常数:K(II)>K(I)
C. 达到平衡所需时间:III<I
D. 反应的ΔH<0
【题目】2018年,美国退出了《巴黎协定》实行再工业化战略,而中国却加大了环保力度,生动诠释了我国负责任的大国形象。近年我国大力加强温室气体CO2催化氢化合成甲醇技术的工业化量产研究,实现可持续发展。
(1)已知:CO2(g)+H2(g)H2O(g) +CO(g) ΔH1 = + 41.1 kJmol-1
CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ΔH2=-90.0 kJmol-1
写出CO2催化氢化合成甲醇的热化学方程式:_______。
(2)为提高CH3OH产率,理论上应采用的条件是_______(填字母)。
a.高温高压 b.低温低压 c.高温低压 d.低温高压
(3)250℃、在恒容密闭容器中由CO2(g)催化氢化合成CH3OH(g),下图为不同投料比[n(H2)/n(CO2)]时某反应物X平衡转化率变化曲线。
① 反应物X是_______(填“CO2”或“H2”)。
② 判断依据是_______。
(4)250℃、在体积为2.0L的恒容密闭容器中加入6mol H2、2mol CO2和催化剂,10min时反应达到平衡,测得c(CH3OH) = 0.75 mol· L-1。
① 前10min的平均反应速率v(H2)=_______ mol·L-1·min -1。
② 化学平衡常数K = _______。
③ 催化剂和反应条件与反应物转化率和产物的选择性有高度相关。控制相同投料比和相同反应时间,四组实验数据如下:
实验编号 | 温度(K) | 催化剂 | CO2转化率(%) | 甲醇选择性(%) |
A | 543 | Cu/ZnO纳米棒 | 12.3 | 42.3 |
B | 543 | Cu/ZnO纳米片 | 11.9 | 72.7 |
C | 553 | Cu/ZnO纳米棒 | 15.3 | 39.1 |
D | span>553 | Cu/ZnO纳米片 | 12.0 | 70.6 |
根据上表所给数据,用CO2生产甲醇的最优选项为_______(填字母)。